Análisis multiparamétrico en fertilizantes por titulación termométrica
15 mar. 2021
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La agricultura sin fertilizantes ya no es posible; sin ellos, la población mundial estimada en la actualidad de 7.900 millones de personas no podría sustentarse. Los fertilizantes proporcionan a las plantas los nutrientes que tanto necesitan para un crecimiento óptimo. El fertilizante ideal depende no solo del cultivo, sino también del suelo. Para lograr los mejores resultados, el conocimiento de la composición del fertilizante es esencial.
Para obtener más información sobre los orígenes de los fertilizantes industriales, lea sobre el Proceso de Haber-Bosch en nuestra serie sobre el Historia de la Química.
Diferentes fertilizantes para diferentes necesidades.
Los fertilizantes se pueden clasificar de varias formas, siendo una de ellas su origen. Los fertilizantes derivados de plantas y/o animales, como estiércol o estiércol, suelen denominarse «fertilizantes organicos», mientras que los fertilizantes obtenidos a partir de sales minerales o minerales se denominan «fertilizantes inorgánicos».
La clasificación más utilizada de los fertilizantes inorgánicos se basa en su composición de nutrientes. La clasificación por composición de nutrientes permite a los agricultores seleccionar el fertilizante óptimo para su suelo y cultivos. Los fertilizantes de un solo nutriente o puros aportan un solo nutriente. Los ejemplos son nitrato de amonio o superfosfato simple. Más comunes son los fertilizantes multinutrientes que consisten en dos o más nutrientes. Los ejemplos aquí incluyen fertilizantes de fosfato monoamónico o NPK (nitrógeno-fosfato-potasio).
Nutrientes para las plantas
Los macronutrientes nitrógeno, fósforo, y potasio son los principales nutrientes requeridos por la planta para su crecimiento. Otros nutrientes secundarios como azufre y calcio, o micronutrientes como boro también son esenciales, pero se requieren en cantidades más pequeñas.
¿Por qué analizar la composición del fertilizante?
La selección de la composición fertilizante ideal es fundamental para el correcto crecimiento de las plantas. Los cultivos sufrirán una deficiencia de nutrientes, sin embargo, agregarlos en abundancia puede ser perjudicial y, por ejemplo, provocar la quema de fertilizantes.
Además, la liberación de demasiados fertilizantes a la vez puede conducir a una contaminación ambiental indeseable. Por lo tanto, los productores de fertilizantes deben especificar la cantidad de nutrientes dentro de sus productos, y existen varias normas de ISO, EN y AOAC para la determinación estandarizada de estos nutrientes.
Titulación termométrica para análisis de fertilizantes
Tradicionalmente, los principales nutrientes de los fertilizantes se determinan mediante métodos analíticos como la gravimetría, la fotometría o el ICP-OES. Estos métodos requieren una preparación de muestras que requiere mucho tiempo o el uso de equipos de análisis costosos. La titulación termométrica proporciona una solución alternativa económica para la análisis de potasio, fósforo, azufre, nitrógeno amoniacal, y urea sin ningún paso que consuma mucho tiempo.
Uso de la titulación termométrica
to analyze fertilizer composition has several benefits:
- Analysis of multiple parameters with one device
- Automation possibility for analyzing multiple samples a day
- Rapid results for each parameter with titration times under five minutes
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¿Qué es la titulación termométrica?
La titulación termométrica (TET) se basa en el principio del cambio de entalpía. Cada reacción química está asociada con un cambio de entalpía que a su vez provoca un cambio de temperatura. Este cambio de temperatura durante una titulación se puede medir con un termistor altamente sensible para determinar el punto final de la titulación.
Si desea leer más sobre los principios básicos de la titulación termométrica, haga clic en el enlace a continuación.
Titulación termométrica: la pieza que falta en el rompecabezas
¿Cómo se realizan los análisis?
En esta sección, explicaré cómo se realizan los análisis de varios macronutrientes en fertilizantes utilizando la titulación termométrica.
El fósforo es un macronutriente esencial para la fotosíntesis y el crecimiento óptimo de los cultivos, ya que proporciona la energía para extraer otros nutrientes del suelo. Históricamente, el contenido total de fósforo se determina mediante análisis gravimétrico. Alternativamente, se puede usar el análisis espectrofotométrico o ICP-OES para la determinación. Todos estos métodos requieren pasos de preparación de muestras que consumen mucho tiempo o calibraciones periódicas.
La titulación termométrica de fósforo se basa en la determinación gravimétrica, pero sin largos tiempos de secado para lograr peso constante. Se agrega una alícuota apropiada de la muestra al recipiente de titulación y 5 Se añaden mL de buffer de pH 10 (cloruro de amonio/amoníaco) así como 5 mL de una solución de oxalato (para precipitar cualquier calcio que interfiera). Luego, la solución se completa hasta 30 ml con agua desionizada y se titula con un titulante de nitrato de magnesio hasta después de la exotérmico punto final.
Para obtener información más detallada sobre la titulación termométrica de fósforo, descargue uno de los siguientes documentos de solicitud gratuitos.
Determinación de ácido fosfórico en fertilizante líquido
Fosfato total en ácido fosfórico y fertilizantes fosfatados
Determinación rápida y fiable de fosfato en fertilizantes
El nitrógeno es un macronutriente esencial, ya que es un componente de los aminoácidos (bloques de construcción de proteínas) y del ácido nucleico (bloques de construcción del ADN). En los fertilizantes inorgánicos, el nitrógeno suele estar presente como amonio, nitrato o urea. El amoníaco generalmente se determina después de la destilación alcalina mediante una titulación por retroceso ácido-base, mientras que otras especies de nitrógeno generalmente se convierten primero en amoníaco mediante digestión antes del análisis.
Con la titulación termométrica, se utiliza un enfoque diferente. Los iones de amonio y la urea reaccionan exotérmicamente con hipoclorito en una reacción redox. Esta reacción se cataliza aún más en presencia de iones de bromuro en una solución ligeramente alcalina.
Para analizar el nitrógeno amoniacal y la urea, se agrega una alícuota apropiada de la muestra al recipiente de titulación y luego 10 Se añade ml de una solución de bromuro/bicarbonato. Luego, la solución se completa hasta 50 ml con agua desionizada y se titula con hipoclorito hasta después del punto final exotérmico.
Para obtener información más detallada sobre la titulación termométrica de amonio y urea, consulte el siguiente Notas de aplicación gratuitas.
Determinación de iones de amonio por titulación con hipoclorito
Amonio y nitrógeno ureico en fertilizantes NPK con TET
El potasio es un macronutriente esencial para los cultivos, necesario para regular su agua y hacerlos más resistentes a las sequías. Históricamente, el contenido de potasio se determina mediante análisis gravimétrico. Más recientemente, se utiliza ICP-OES para esta determinación, pero la instrumentación es muy costosa.
La titulación termométrica de potasio se basa en la precipitación de potasio con tetrafenilborato de sodio (STPB). Es una titulación rápida y por ello ya se ha integrado en varias normas chinas sobre fertilizantes (HG/T 2321 para dihidrogenofosfato de potasio, GB/T 20784 para nitrato de potasio, y GB/T 37918 para cloruro de potasio).
Se agrega una alícuota apropiada de la muestra al recipiente de titulación. Luego, la solución se completa hasta 30 mL con agua desionizada y se titula con STPB hasta después de la exotérmico se alcanza el punto final.
Para obtener información más detallada sobre la titulación termométrica de potasio, descargue nuestro Notas de aplicación relacionadas gratuitas
Potasio en fertilizantes con TET
El azufre es un macronutriente secundario y juega un papel importante en el crecimiento de los cloroplastos, además de actuar como catalizador para la absorción de nitrógeno. El azufre generalmente se proporciona en forma de sulfato. El ácido sulfúrico también influye en el proceso de producción de ácido fosfórico húmedo y, por lo tanto, el conocimiento de su contenido es crucial.
Convencionalmente, el azufre se determina por gravimetría. La misma reacción de precipitación con bario también se usa para la titulación termométrica, sin un secado al peso que requiere mucho tiempo.
Para el análisis, se agrega una alícuota apropiada de muestra al recipiente de titulación y se acidifica (si es necesario). Luego se lleva la solución a 30 mL con agua desionizada y se titula con cloruro de bario hasta después de la exotérmico punto final Para mejorar la sensibilidad del método, las muestras se pueden enriquecer con una solución estándar de ácido sulfúrico.
Para obtener información más detallada sobre la titulación termométrica de azufre, descargue nuestro documentos de solicitud gratuitos a continuación.
Determinación de sulfato en fertilizantes fosfatados granulares
Determinación de sulfato en ácido fosfórico (muestras de fertilizantes líquidos)
Determinación de sulfato en ácido fosfórico con adición estándar
Resumen
La titulación termométrica es una método de análisis económico sin necesidad de costosos mantenimientos ni calibraciones. Proporciona un rápido y robusto solución para la determinación de múltiples parámetros en fertilizantes. Si desea obtener más información sobre la titulación termométrica y su potencial para resolver los desafíos de la aplicación, no dude en ponerse en contacto con su representante local de Metrohm.
